sistem scada water level control.pdf

SISTEM SCADA

MENGGUNAKAN

Diajukan dalam rangka penyelesaian studi Strata 1

untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

SISTEM SCADA WATER LEVEL CONTROL

MENGGUNAKAN SOFTWARE WONDERWARE

INTOUCH

SKRIPSI


untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan

Oleh

Teguh Pudar Mei Laksono

5301409057

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK


2013

WATER LEVEL CONTROL

WONDERWARE



ii

ii

PENGESAHAN

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan sidang Panitia Ujian Skripsi

Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang pada tanggal 28 Agustus 2013.

Panitia Ujian:

Mengetahui,

Sekretaris

Drs. Agus Suryanto, M.T. NIP 196708181992031004

Ketua

Drs. Suryono, M.T NIP 195503161985031001

Penguji I

Tatyantoro Andrasto, S.T., M.T. NIP 196803161999031001

Penguji III/Pembimbing II

Dr. H. Noor Hudallah, M.T NIP 196410161989011001

Penguji II/Pembimbing I

Drs. Y. Primadiyono, M.T NIP 196209021987031002

Dekan Fakultas Teknik

Drs. Muhammad Harlanu, M.Pd NIP 196602151991021001

iii

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa yang tertulis di dalam skripsi ini

benar-benar hasil karya sendiri bukan jiplakan dari karya orang lain, baik sebagian

atau seluruhnya. Pendapat/temuan orang lain yang terdapat dalam skripsi ini

dikutip untuk dirujuk berdasarkan kode etik ilmiah dan disebutkan di dalam daftar

pustaka.

Semarang, 30 Juli 2013

Teguh Pudar Mei Laksono NIM 5301409057

iv

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

� “Tuntutlah ilmu mulai dari buaian sampai liang lahat.”

� “Keterbatasan akan memunculkan kreativitas”

� Barangsiapa menghendaki kehidupan dunia maka dengan ilmu, dan

barangsiapa yang menghendaki kehidupan akhirat maka dengan ilmu, dan

barangsiapa yang menghendaki keduanya (kehidupan dunia dan akhirat)

maka dengan ilmu.

PERSEMBAHAN

1. Ucapan syukur kehadirat Allah SWT.

2. Ibu dan Bapak yang selalu mendoakan dan

memotivasi.

3. Kakak dan Adik tercinta yang telah

memberi semangat.

4. Teman-teman yang telah memberikan

dukungan dan memantapkan hatiku untuk

melangkah.

5. Almamater tempat aku menuntut ilmu.

v

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta

hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, yang berjudul

“Sistem SCADA Water Level Control Menggunakan Software Wonderware

Intouch” dengan lancar.

Skripsi ini tidak mungkin tersusun dengan baik dan benar tanpa adanya

bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Drs. M. Harlanu, M.Pd, Dekan Fakultas Teknik UNNES yang telah

memberikan ijin dalam penyusunan skripsi ini,

2. Drs. Suryono, M.T., Ketua Jurusan Teknik Elektro UNNES yang telah

memberikan ijin dalam penyusunan skripsi ini,

3. Drs. Agus Suryanto, M.T., Ketua Program studi Teknik Elektro UNNES yang

telah memberikan persetujuan topik skripsi,

4. Drs. Y. Primadiyono, M.T., sebagai Dosen Pembimbing I,

5. Dr. Noor Hudallah, M.T., sebagai Dosen Pembimbing II,

6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Elektro angkatan 2009 yang telah

memberikan dukungan dan bantuan.

vi

vi

Hanya ucapan terima kasih dan doa, semoga apa yang telah diberikan

tercatat sebagai amal baik dan mendapatkan balasan dari Allah SWT. Penulis

berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat dan kontribusi dalam kemajuan

dunia pendidikan dan secara umum kepada semua pihak.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Semarang, 30 Juli 2012

Penulis

vii

vii

ABSTRAK

Laksono, Teguh Pudar Mei. 2013. Sistem SCADA Water Level Control Menggunakan Software Wonderware Intouch. Skripsi. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Dosen Pembimbing: Drs. Y. Primadiyono, M.T. dan Dr. H. Noor Hudallah, M.T.

Sistem water level control merupakan sistem yang digunakan untuk

menjamin kontinuitas persediaan air dalam sebuah tandon air (storage tank). Sistem water level control banyak diterapkan dalam dunia industri misal industri minuman, industri pengolahan air bersih, pembangkit listrik tenaga air (PLTA), dll. Dengan dukungan sistem SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) proses pengawasan dan pengontrolan sistem water level control akan sangat mudah dilakukan. Sistem water level control biasanya menggunakan sensor analog berupa pelampung (floater) ataupun sensor ultrasonik. Jika sensor tersebut digunakan sebagai masukan (input) pada PLC, diperlukan modul expansion analog to digital PLC. Modul ini akan menambah total biaya yang dikeluarkan untuk pembuatan sistem.

Permasalahan yang diangkat oleh peneliti yaitu bagaimana mewujudkan sebuah sistem SCADA water level control tanpa menggunakan modul expansion analog to digital PLC tetapi tidak mengubah fungsi utama sistem water level control, yaitu untuk menjamin kontinuitas persediaan air dalam sebuah tandon air (storage tank) yang akan digunakan untuk proses industri. Mengacu pada konteks penelitian diatas, tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti adalah mewujudkan sistem SCADA water level control tanpa menggunakan modul expansion analog to digital PLC.

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen. Penelitian eksperimen (percobaan) yaitu penelitian mengembangkan inovasi yang berguna dalam meningkatkan kualitas hidup manusia (Gulo, 2002: 20). Metode eksperimen yang penulis lakukan dalam penelitian ini adalah eksperimen yang dilakukan dalam laboratorium (laboratory experiment). Eksperimen ini dilakukan di laboratorium Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang.

Dengan rancangan penelitian seperti yang dijelaskan, peneliti memperoleh hasil bahwa sistem SCADA water level control tanpa menggunakan modul expansion analog to digital PLC dapat diwujudkan dengan cara mengubah input PLC dari sensor analog menjadi sensor digital. Karena sensor yang digunakan adalah sensor digital, maka dibutuhkan banyak sensor (multisensor) digital level air untuk mengukur tinggi muka air dan volume dalam tandon. Multisensor digital level air dapat dibuat dengan memanfaatkan karakteristik transistor sebagai saklar.

Kata kunci: SCADA, Water Level Control, Wonderware Intouch.

viii

viii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... ii

LEMBAR PERNYATAAN .......................................................................... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................ iv

KATA PENGANTAR .................................................................................. v

ABSTRAK .................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL ......................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................... 1

1.2. Permasalahan .............................................................................. 2

1.3. Pembatasan Masalah .................................................................. 3

1.4. Tujuan ......................................................................................... 3

1.5. Manfaat ....................................................................................... 3

1.6. Penegasan Istilah ........................................................................ 4

1.7 Sistematika Penulisan Skripsi ..................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 6

2.1. Water Level Control ................................................................... 6

2.2. Sistem Water Level Control Menggunakan SCADA ................. 10

2.3. Definisi SCADA ........................................................................ 12

2.4. Sejarah SCADA ......................................................................... 13

2.5. Arsitektur Sistem SCADA ......................................................... 13

2.6. Jenis –jenis sistem SCADA ........................................................ 17

2.7. Nilai Lebih Sistem SCADA ....................................................... 19

2.8. Implementasi sistem SCADA .................................................... 20

2.9. Programmable Logic Controller (PLC) ..................................... 22

ix

ix

2.10. Transistor .................................................................................. 25

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 33

3. 1. Pendekatan Penelitian .............................................................. 33

3. 2. Metode Penelitian ..................................................................... 33

3. 3. Metode Pengumpulan Data ....................................................... 34

3.4. Variabel Penelitian ..................................................................... 35

3.5 Metode Penelitian Eksperimen .................................................... 35

3.6. Alat dan Bahan ........................................................................... 37

3.7. Prosedur Eksperimen .................................................................. 39

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .............................. 45

4.1. Hasil Penelitian .......................................................................... 45

4.2 Pembahasan ................................................................................. 60

BAB V PENUTUP ........................................................................................ 63

5.1. Kesimpulan ................................................................................. 63

5.2. Saran ........................................................................................... 63

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 65

LAMPIRAN .................................................................................................. 66

x

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Alat yang digunakan dalam penelitian .......................................... 37

Tabel 3.2 Bahan yang digunakan dalam penelitian ...................................... 38

Tabel 4.1 Hasil baca sistem SCADA water level control tandon tabung

V = 10 liter .................................................................................... 55


V = 5 liter ...................................................................................... 57


V = 18 liter .................................................................................... 58

xi

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Model kontrol level air ball floater ........................................... 8

Gambar 2.2 Model kontrol level air level switch .......................................... 9

Gambar 2.3 Sensor ultrasonik dan sensor transistor ..................................... 10

Gambar 2.4 Skema water level control menggunakan SCADA ................... 11

Gambar 2.5 Arsitektur Sistem SCADA Umum ............................................ 16

Gambar 2.6 SCADA Dasar ........................................................................... 17

Gambar 2.7 Integrated SCADA .................................................................... 18

Gambar 2.8 Networked SCADA ................................................................... 19

Gambar 2.9 Hubungan PLC dan input/output device ................................... 23

Gambar 2.10 Hubungan PLC dengan peralatan lain ..................................... 24

Gambar 2.11 Skema sistem SCADA sederhana dalam pengendalian sistem.. 25

Gambar 2.12 Transistor (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter) .......... 26

Gambar 2.13 Simbol Transistor NPN ........................................................... 27

Gambar 2.14 Ilustrasi Transistor dengan keran air ....................................... 28

Gambar 2.15 Rangkaian Sederhana Transistor ............................................. 29

Gambar 2.16 Rangkaian Fisik Transistor ..................................................... 29

Gambar 2.17 Rangkaian sederhana sensor level air ...................................... 31

Gambar 4.1 Tampilan home HMI ................................................................. 45

xii

xii

Gambar 4.2 Tampilan Profil HMI ................................................................. 46

Gambar 4.3 Tampilan plant HMI volume tandon = 10 liter ......................... 46

Gambar 4.4 Tampilan plant HMI volume tandon = 5 liter ........................... 47

Gambar 4.5 Tampilan plant HMI volume tandon = 18 liter ......................... 47

Gambar 4.6 Diagram ladder PLC menggunakan software cx-programmer .. 48

Gambar 4.7 Flowchart sistem water level control ......................................... 49

Gambar 4.8 Skema unit water level control................................................... 50

Gambar 4.9 PCB water level control menggunakan software diptrace ........ 50

Gambar 4.10 PLC dan unit sensor ............................................................... 51

Gambar 4.11 unit water level control ........................................................... 51

Gambar 4.12 keseluruhan alat ....................................................................... 52

Gambar 4.13 Bagan sistem SCADA water level control .............................. 62

xiii

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

1. Operation Manual PLC OMRON SYSMAC CPM1A

2. Data Sheet Transistor KSC1815

3. Kalkulasi Biaya Pembuatan Alat

4. Langkah Inisialisasi Tagname

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seiring dengan berjalannya waktu, teknologi yang merupakan buah

dari ilmu pengetahuan semakin berkembang pesat. Di dalam dunia industri,

teknologi sangat besar pengaruhnya, terutama pada bidang otomasi industri.

Otomasi sangat diminati karena dapat menjamin kualitas produk yang

dihasilkan, memperpendek waktu produksi, dan mengurangi biaya untuk

tenaga kerja manusia.

Sistem otomatis dalam dunia industri sangat beragam jenisnya

diantaranya yaitu sistem packing, sistem water level control, sistem room

temperature control, manufacturing robot, dan lain-lain. Sistem water level

control merupakan sistem yang digunakan untuk menjamin kontinuitas

persediaan air dalam sebuah tandon air (storage tank) yang akan digunakan

untuk proses industri. Disamping sederhana, sistem water level control

tersebut banyak diterapkan dalam dunia industri misal industri minuman,

industri pengolahan air bersih, pembangkit listrik tenaga air (PLTA), dll.

Dalam sistem water level control biasanya menggunakan sensor

analog berupa pelampung (floater) ataupun sensor ultrasonik. Jika sensor

tersebut digunakan sebagai masukan (input) pada PLC, diperlukan modul

expansion analog to digital PLC. Dan tentunya modul ini akan menambah

total biaya yang dikeluarkan untuk pembuatan sistem. Agar pembuatan sistem

1

2

tersebut lebih murah, diperlukan sensor yang outputnya dalam bentuk sinyal

digital.

Dengan dukungan sistem SCADA (Supervisory Control And Data

Acquisition) proses pengawasan dan pengontrolan sistem akan sangat mudah

dilakukan. Software SCADA komersial yang tersedia di pasaran terbagi

menjadi dua jenis. Jenis yang pertama ialah software yang dibuat oleh vendor

PLC ( Misal: WinCC oleh Siemens, RS View oleh Allen Bradley, dan Vijeo

Look oleh Schneider). Biasanya software jenis ini relatif mudah diterapkan

dengan PLC yang bermerek sama, namun cukup sulit untuk berhubungan

dengan PLC jenis lain. Jenis yang kedua ialah software SCADA yang dibuat

oleh perusahaan non vendor PLC (misal: Wonderware intouch, Intellution,

Citect). Umumnya software ini lebih compatible untuk dihubungkan dengan

merek PLC yang berbeda-beda. Oleh karena itu, penulis memilih software

Wonderware intouch sebagai software SCADA yang akan digunakan sebagai

HMI (Human Machine Interface) pada sistem water level control.

1.2. Permasalahan

Umumnya sensor yang digunakan dalam sistem water level control

adalah sensor yang keluarannya berupa sinyal analog. Jika sensor tersebut

digunakan sebagai input dalam sistem SCADA yang menggunakan PLC

sebagai pengendali, maka diperlukan modul expansion analog to digital PLC

yang harganya cukup mahal, dan akan menambah total cost pembuatan

sistem. Untuk mengatasi hal ini diperlukan sensor water level control yang

outputnya berupa sinyal digital, agar pembuatan sistem tersebut lebih murah.

3

Permasalahanya adalah bagaimana mewujudkan sebuah sistem SCADA

water level control tanpa menggunakan modul expansion analog to digital

PLC tetapi tidak mengubah fungsi utama sistem water level control, yaitu

untuk menjamin kontinuitas persediaan air dalam sebuah tandon air (storage

tank) yang akan digunakan untuk proses industri.

1.3. Pembatasan Masalah

Pada penelitian ini batasan masalah hanya pada proses pembuatan

sensor yang keluarannya digital untuk menggantikan sensor analog water

level control agar tidak memerlukan modul expansion analog to digital PLC

dalam pembuatan sistem, serta pembuatan tampilan HMI (Human Machine

Interface) menggunakan software SCADA Wonderware intouch.

1.4. Tujuan

Adapun tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah mewujudkan

sistem SCADA water level control tanpa menggunakan modul expansion

analog to digital PLC.

1.5. Manfaat

Hasil penelitian ini diharapkan dapat menekan biaya pembuatan sistem

SCADA water level control.

4

1.6. Penegasan Istilah

Penegasan istilah ini diperlukan untuk menghindari kesalahpahaman

dalam memahami istilah-istilah yang berkaitan dengan judul skripsi. Adapun

istilah-istilah yang perlu ditegaskan adalah:

1. Sistem SCADA

Menurut Kamus Bahasa Indonesia, sistem adalah perangkat unsur yang secara

teratur saling berkaitan sehingga membentuk suatu totalitas. Sedangkan menurut

wikipedia, sistem adalah suatu kesatuan yang terdiri komponen atau elemen yang

dihubungkan bersama untuk memudahkan aliran informasi, materi atau energi

untuk mencapai suatu tujuan. Menurut NIST (National Institute of Standart and

Technology), SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) ialah sistem

terdistribusi yang digunakan untuk mengendalikan aset-aset yang tersebar secara

geografis, sering terpisah ribuan kilometer persegi, dimana kontrol dan akuisisi

data terpusat sangat penting bagi operasi sistem. Jadi sistem SCADA adalah

suatu kesatuan komponen yang dapat mengendalikan aset-aset yang tersebar

secara geografis, sering terpisah ribuan kilometer persegi, dimana kontrol dan

akuisisi data terpusat sangat penting bagi operasi sistem.

2. Water level control

Water level control (pengendalian level air)

3. Software Wonderware intouch

Software Wonderware intouch adalah sebuah perangkat lunak yang dapat

digunakan untuk proses pengawasan dan pengontrolan sistem.

5

1.7. Sistematika Penulisan Skripsi

Untuk mempermudah dalam penulisan skripsi ini, maka digunakan

sistematika skripsi yang dibagi menjadi tiga bagian yaitu :

1. Bagian awal skripsi

Bagian awal skripsi berisi halaman judul, halaman pengesahan, halaman

pernyataan, halaman motto dan persembahan, kata pengantar, abstraksi, daftar isi,

daftar tabel, daftar gambar dan daftar lampiran.

2. Bagian isi skripsi

Bagian isi skripsi terdiri dari lima bab yaitu :

BAB I Pendahuluan, berisi latar belakang masalah, pembatasan masalah,

permasalahan, tujuan penelitian, manfaat penelitian, penegasan istilah,

dan sistematika penulisan skripsi.

BAB II Landasan Teori, berisi teori-teori yang mendukung penelitian.

BAB III Metode Penelitian, berisi metode yang digunakan dalam penelitian.

BAB IV Hasil penelitian dan pembahasan, berisi hasil penelitian dan

pembahasan hasil penelitian.

BAB V Penutup , berisi kesimpulan dan saran.

3. Bagian akhir skripsi

Bagian akhir terdiri dari daftar pustaka dan lampiran – lampiran.

6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Water Level Control

Tangki penampungan air atau sering disebut toren atau tandon

(storage tank) sangat umum dipakai di perumahan ataupun di pabrik.

Fungsinya cukup vital yaitu sebagai cadangan air yang siap digunakan untuk

kebutuhan rumah tangga sehari-hari ataupun kebutuhan proses industri,

terutama bila terjadi masalah dengan suplai dari pompa air atau karena

pemadaman listrik. Keuntungan lainnya adalah juga dalam sisi penghematan

listrik karena pompa air tidak sering start-stop dalam interval singkat saat

berlangsung pemakaian air.

Umumnya toren air dikontrol secara otomatis oleh suatu mekanisme

pengaturan yang akan mengisi air bila volume air tinggal sedikit dan

menghentikannya bila sudah penuh. Cukup merepotkan bila kontrol pengisian

air dilakukan manual oleh penghuni rumah atupun buruh pabrik. Karena

selain harus menunggu sekian lama sampai air mulai naik, juga air yang ada

di tandon berpotensi terbuang disebabkan penghuni rumah ataupun buruh

pabrik lupa untuk mematikan pompa air.

Rangkaian water level control atau yang sering disingkat dengan

rangkaian WLC atau rangkaian kendali level air merupakan salah satu

aplikasi dari rangkaian konvensional dalam bidang tenaga listrik yang

diaplikasikan pada motor listrik khususnya motor induksi untuk pompa air.

6

7

Fungsi dari rangkaian water level control adalah untuk mengontrol level air

dalam sebuah tangki penampungan yang banyak dijumpai di rumah-rumah

atau bahkan disebuah industri di mana pada level tertentu motor listrik atau

pompa air akan beroperasi dan pada level tertentu juga pompa air akan mati.

Ada beberapa model kontrol level air yang banyak digunakan di

rumah-rumah atau di sebuah industri yaitu:

1. Model ball floater

Model ball floater berbentuk bola pelampung yang mengatur buka-

tutup air sesuai dengan level air dalam toren. Sistem ini murni mekanis.

Saat level air dalam toren turun mencapai level low dari ball-floater, maka

alat ini secara mekanis akan membuka aliran air untuk pengisian. Bila

level air sudah mencapai level high dari ball-floater, maka aliran air akan

ditutup secara mekanis juga. Jadi sistem kerjanya adalah keran yang bisa

buka-tutup secara otomatis. Kelemahan model ini adalah mudah bocor

pada bagian keran tersebut, karena dia juga harus bisa menahan tekanan

air dalam pipa yang keluar dari mesin pompa air. Model ball floater tidak

berhubungan langsung dengan mesin pompa air. Start-stop mesin pompa

air terjadi karena faktor tekanan air dalam pipa yang sudah cukup tinggi

disebabkan aliran air ditutup oleh keran ball floater.

8

Gambar 2.1 Model kontrol level air ball floater

2. Model Level Switch

Model Level Switch menggunakan kontak relay yang bersifat

elektrik, dan ada juga yang menyebutnya liquid level relay. Nama yang

lebih familiar di beberapa tempat untuk model ini adalah “Radar”.

Sebetulnya ini adalah nama merk. Jadi seperti kita menyebut “Kodak”

untuk kamera atau “Odol” untuk pasta gigi. Hampir mirip dengan model

ball-floater, hanya saja bola pelampungnya diganti dengan 2 buah “sinker”

(pemberat) yang dipasang menggantung dalam satu tali. Kemudian sistem

pengaturannya menggunakan kontak relay yang dihubungkan dengan

mesin pompa air melalui kabel listrik. Saat level air di toren rendah maka

mesin air akan start dan kemudian stop bila levelnya sudah tinggi, sesuai

dengan setting posisi dari dua buah sinker tersebut. Sistem ini relatif lebih

handal dalam menghindari kebocoran seperti pada model ball-floater,

karena mesin pompa air bisa dimatikan secara langsung.

9

Gambar 2.2 Model kontrol level air level switch

3. Model Elektronik

Sesuai dengan namanya, model elektronik menggunakan

komponen elektronika sebagai pengontrol start/stop pompa air. Sistem ini

murni elektronis. Saat level air dalam tandon turun mencapai level low,

maka alat ini secara elektonis akan mengatifkan kontak relay yang

terhubung dengan pompa air, dan pompa air akan start. Bila level air

sudah mencapai level high, maka pompa air akan stop secara otomatis.

Ada beberapa jenis sensor yang digunakan dalam model ini,

diantaranya yaitu: sensor ultrasonik, sensor capacitance, sensor transistor,

dll. Yang sering digunakan adalah sensor transistor, karena selain mudah

dalam proses pembuatannya, sensor ini juga sangat murah dibanding

sensor yang lain. Sensor ini memanfaatkan karakteristik transistor sebagai

saklar.

10

Gambar 2.3 Sensor ultrasonik dan sensor transistor

2.2. Sistem Water Level Control Menggunakan SCADA

Seperti yang telah dijelaskan di depan, bahwa fungsi dari rangkaian

water level control adalah untuk mengontrol level air dalam sebuah tangki

penampungan yang banyak dijumpai di rumah-rumah atau bahkan disebuah

industri di mana pada level tertentu motor listrik atau pompa air akan

beroperasi dan pada level tertentu juga pompa air akan mati. Untuk skala

rumahan sistem water level control sudah dirasa cukup memadai, akan tetapi

untuk skala industri yang biasanya lebih kompleks perlu menggunakan

SCADA. Mengapa demikian?. Karena dalam skala industri tidak hanya

fungsi kontrol (controling) saja yang diperlukan tetapi juga fungsi

pengawasan (Supervisory) sistem untuk mengetahui keseluruhan proses

sistem secara langsung (online dan real time) sehingga dapat membantu dan

mempermudah manajemen dalam mengambil keputusan berkaitan dengan

distribusi air yang akan digunakan untuk proses industri.

Dalam sistem water level control menggunakan SCADA, terdapat

lima komponen penting yaitu: PLC (Programmable Logic Controller), sensor

11

level air, tandon (storage tank), pompa air, komputer (software SCADA) .

berikut ini adalah fungsi dari masing-masing komponen tersebut.

• PLC berfungsi sebagai RTU (Remote Terminal Unit) yaitu mengirimkan

sinyal kontrol pada peralatan yang dikendalikan, mengambil data dari

peralatan tersebut, dan mengirimkan data tersebut ke MTU (Master

Terminal Unit) atau komputer.

• Sensor level air berfungsi mengirimkan sinyal atau data ketinggian level

air dalam tandon (storage tank) ke RTU / PLC.

• Tandon (storage tank) berfungsi sebagai tempat penampung air.

• Pompa air berfungsi memindahkan air dari sumber air menuju tandon

(storage tank).

• Komputer (software SCADA) berfungsi sebagai MTU (Master Terminal

Unit) yaitu menampilkan kondisi sistem pada operator melalui HMI

(Human Machine Interface) secara real time dan dapat mengirimkan

sinyal kontrol ke plant.

Gambar 2.4 Skema water level control menggunakan SCADA

12

2.3. Definisi SCADA

Apakah sistem SCADA itu?. SCADA (Supervisory Control And Data

Acquisition) dapat didefinisikan dari kepanjangan SCADA itu sendiri :

S = Supervisory - Pengawasan

C = Control - Pengendalian

ADA = And Data Acquisition - Akuisisi data

Jadi sistem SCADA adalah sistem yang dapat melakukan pengawasan,

pengendalian, dan akuisisi data terhadap sebuah plant.

Dalam terminologi kontrol, supervisory control sering mengacu pada

kontrol yang tidak langsung, atau lebih menekankan pada fungsi koordinasi

dan pengawasan. Dengan kata lain, pengendalian utama tetap dipegang oleh

PLC (pengendali lainnya) sedang kontrol pada SCADA hanya bersifat

koordinatif dan sekunder.

Definisi yang lebih formal diberikan oleh NIST (National Institute of

Standart and Technology) ialah sistem terdistribusi yang digunakan untuk

mengendalikan aset-aset yang tersebar secara geografis, sering terpisah

ribuan kilometer persegi, dimana kontrol dan akuisisi data terpusat sangat

penting bagi operasi sistem. Menurut NIST, sistem SCADA banyak

digunakan pada sistem terdistribusi seperti : water distribution, oil pipelines,

electrical power grids, dan railway transportation system.

13

2.4. Sejarah SCADA

Sistem SCADA yang “primitif” sebenarnya telah digunakan oleh

industri selama ini. Dengan hanya mengandalkan indikator-indikator

sederhana seperti lampu, meter analog, alarm suara (buzzer), seorang operator

sudah dapat melakukan pengawasan terhadap mesin-mesin di pabrik. Sistem

SCADA primitif atau konvensional masih belum menggunakan komputer

ataupun piranti pengendali berprosesor lainnya.

Seiring dengan perkembangan komputer yang pesat beberapa dekade

terakhir, maka komputer menjadi komponen penting dalam sistem SCADA

modern. Sistem ini menggunakan komputer untuk menampilkan status dari

sensor dan aktuator dalam suatu plant, menampilkan dalam bentuk grafik,

menyimpannya dalam data base, bahkan menampilkannya dalam situs web.

Umumnya komputer ini terhubung dengan sebuah pengendali (misal:

Programmable Logic Controller) melalui sebuah protokol komunikasi

tertentu (misal: fieldbus).

2.5. Arsitektur Sistem SCADA

Arsitektur dasar dari sebuah sistem SCADA dapat dilihat pada gambar

1.1. Berikut ini penjelasan dari masing-masing bagiannya :

1. Operator

Operator manusia mengawasi sistem SCADA dan melakukan fungsi

supervisory control untuk operasi plant jarak jauh.

14

2. Human Machine Interfaces (HMI)

HMI merupakan bagian terpenting dari sistem SCADA karena fungsinya

yaitu sebagai “jembatan” bagi manusia (operator) untuk memahami proses

yang terjadi pada mesin. HMI menampilkan data pada operator dan

menyediakan input kontrol bagi operator dalam berbagai bentuk, termasuk

grafik, kematik, jendela, menu pull-down, touch screen, dan lain

sebagainya. HMI dapat berupa touch screen device ataupun komputer itu

sendiri.

3. Master Terminal Unit (MTU)

MTU berfungsi menampilkan data pada operator melalui HMI,

mengumpulkan data dari tempat yang jauh, dan mengirimkan sinyal

kontrol ke plant yang berjauhan. Kecepatan pengiriman data dari MTU ke

plant jarak jauh relatif rendah dan metode kontrol umumnya open loop

karena kemungkinan terjadi waktu tunda dan flow interruption.

Berikut ini beberapa fungsi dasar dari suatu MTU:

a. Input/Output Task: interface sistem SCADA dengan peralatan di plant.

b. Alarm Task: mengatur semua tipe alarm.

c. Trends Task: mengumpulkan data plant setiap waktu dan menggambar-

kan dalam grafik.

d. Report Task: memberikan laporan yang bersumber dari data plant.

e. Display Task: menampilkan data yang diawasi dan dikontrol operator.

15

4. Communication System

Sistem komunikasi antara MTU-RTU ataupun antara RTU-Field device

diantaranya berupa:

o RS 232

o Private Network (LAN/RS-485)

o Switched Telephone Network

o Leased Line

o Internet

o Wireless Communication System

• Wireless LAN

• GSM Network

• Radio Modems

5. Remote Terminal Unit (RTU)

RTU berfungsi mengirimkan sinyal kontrol pada peralatan yang

dikendalikan, mengambil data dari peralatan tersebut, dan mengirimkan

data tersebut ke MTU. Kecepatan pengiriman data antara RTU dan alat

yang dikontrol relatif tinggi dan metode kontrol yang digunakan umumnya

closed loop. Sebuah RTU mungkin saja digantikan oleh Programmable

Logic Controller (PLC). Beberapa kelebihan PLC sebagai RTU ialah :

• Solusi ekonomis

• Serbaguna dan fleksibel

• Mudah dalam perancangan dan instalasi

• Lebih reliable

• Kontrol yang canggih

• Berukuran kecil secara fisik

• Troubleshooting dan diagnosa lebih mudah

6. Field Device

Merupakan plant

berbagai sensor dan aktuator. Nilai sensor dan aktuator inilah yang

umumnya diawasi dan dikendalikan supaya objek/

dengan yang diinginkan pengguna.

Operator

plant di lapangan yang terdiri dari objek yang memiliki


umumnya diawasi dan dikendalikan supaya objek/plant

dengan yang diinginkan pengguna.

Gambar 2.5 Arsitektur Sistem SCADA Umum

Human Machine Interface (HMI)

Operator

Communication System 1(Low Data Rate)

Remote Terminal Unit (RTU)

Communication System 2(High Data Rate)

Field Device

Master Terminal Unit

16

di lapangan yang terdiri dari objek yang memiliki


plant berjalan sesuai

Arsitektur Sistem SCADA Umum

Human Machine

Communication System 1

Remote Terminal Unit

Communication System 2

Master Terminal Unit

17

2.6. Jenis –jenis sistem SCADA

Menurut skala sistem keseluruhan, sistem SCADA dapat

dibedakan menjadi :

1. SCADA Dasar

SCADA dasar ini umumnya hanya terdiri dari sebuah RTU/PLC saja yang

digunakan untuk mengendalikan suatu plant dengan berbagai field device.

Jumlah MTU yang digunakan juga hanya satu buah. Gambar 1.2

menunjukan blok sederhananya.

Contoh:

• Car manufacturing robot

• Room temperature control

• Water Level Control

Gambar 2.6 SCADA Dasar

2. Integrated SCADA

Sistem ini terdiri dari beberapa PLC/RTU yang terhubung dengan

beberapa Distributed Control System (DCS), namun hanya menggunakan

satu MTU. MTU ini dapat terhubung dengan komputer lain melalui LAN,

WAN ataupun internet. Gambar 1.3 menunjukan blok sederhananya.

Field Device RTU/PLC

MTU

Contoh :

• Subway systems

• Security systems

• Water systems

3. Networked SCADA

Sistem ini memiliki

MTU pusat sebagai koordinator dari sistem

Corporate WAN/LAN

Subway systems

Security systems

Water systems

Gambar 2.7 Integrated SCADA

SCADA

Sistem ini memiliki banyak MTU yang saling terhubung.

MTU pusat sebagai koordinator dari sistem-sistem yang lain. MTU pusat

Device Device

RTUs/PLCs RTUs/PLCs

DCS DCS

SCADA

Corporate WAN/LAN

INTERNET

18

MTU yang saling terhubung. Terdapat satu

sistem yang lain. MTU pusat

INTERNET

ini juga dapat

internet. Blok sederhana dapat dil

Contoh :

• Power systems

• Communication systems

2.7. Nilai Lebih Sistem SCADA

Sebuah sistem SCADA

mengkonfigurasi sistem. Kita bisa menempatkan sensor dan kendali di setiap

titik kritis di dalam proses.

Corporate WAN/LAN

uga dapat terhubung dengan dunia luar melalui LAN, WAN, maupun

internet. Blok sederhana dapat dilihat pada gambar 1.4

Power systems

Communication systems

Gambar 2.8 Networked SCADA

. Nilai Lebih Sistem SCADA

Sebuah sistem SCADA memberikan keleluasaan mengatur maupu


titik kritis di dalam proses. Seiring dengan teknologi SCADA

DCS

SCADA SCADA

SCADA CENTRAL

SCADA SCADA

Corporate WAN/LAN

INTERNET

19

terhubung dengan dunia luar melalui LAN, WAN, maupun

ikan keleluasaan mengatur maupun


teknologi SCADA yang semakin

INTERNET

20

baik, kita bisa menempatkan lebih banyak sensor di banyak tempat sehingga

semakin banyak hal yang bisa dipantau, semakin detil operasi yang bisa

dilihat, dan semuanya bekerja secara real time. Tidak peduli sekompleks

apapun prosesnya, kita bisa melihat operasi proses dalam skala besar maupun

kecil, dan setidaknya bisa melakukan penelusuran jika terjadi kesalahan dan

sekaligus meningkatkan efisiensi.

Sistem SCADA memiliki banyak nilai lebih diantaranya:

1. Pengawasan (supervisory) plant dapat dilakukan secara langsung (real

time) melalui tampilan monitor.

2. Kecepatan dan kemudahan memperoleh informasi berkaitan dengan

kondisi/status sistem yang dipantau.

3. Mengontrol proses-proses yang lebih besar dan kompleks dengan lebih

mudah (tidak memerlukan banyak operator).

4. Dapat mengontrol plant secara real time dari jarak jauh.

5. Dapat mendeteksi dan memperbaiki kesalahan/kerusakan sistem secara

cepat.

2.8. Implementasi sistem SCADA

Sistem SCADA dapat digunakan untuk mengatur berbagai macam

peralatan. Biasanya, SCADA digunakan untuk melakukan proses industri

yang kompleks secara otomatis, menggantikan tenaga manusia (bisa karena

dianggap berbahaya atau tidak praktis), dan biasanya merupakan proses-

proses yang melibatkan faktor-faktor kontrol yang lebih banyak, faktor-faktor

kontrol gerakan-cepat yang lebih banyak, dan lain sebagainya, dimana

21

pengontrolan oleh manusia menjadi tidak nyaman lagi. Sebagai contoh,

sistem SCADA yang digunakan di seluruh dunia misalnya untuk:

1. Pembangkit, transmisi dan distribusi listrik: SCADA digunakan untuk

mendeteksi besarnya arus dan tegangan, pemantauan operasional circuit

breaker, dan untuk mematikan/menghidupkan power grid.

2. Penampungan dan distribusi air: SCADA digunakan untuk pemantauan

dan pengaturan laju aliran air, tinggi reservoir(tandon), tekanan pipa dan

berbagai macam faktor lainnya.

3. Bangunan, fasilitas dan lingkungan: Manajer fasilitas menggunakan

SCADA untuk mengontrol HVAC, unit-unit pendingin, penerangan, dan

sistem keamanan.

4. Industri : Sistem SCADA mengatur inventori komponen-komponen,

mengatur otomasi alat atau robot, memantau proses dan kontrol kualitas.

5. Transportasi KA listrik: menggunakan SCADA bisa dilakukan

pemantauan dan pengontrolan distribusi listrik, otomasi sinyal trafik KA,

melacak dan menemukan lokasi KA, mengontrol palang KA dan lain

sebagainya.

6. Lampu lalu-lintas: SCADA memantau lampu lalu-lintas, mengontrol laju

trafik, dan mendeteksi sinyals-sinyal yang salah.

Dan, tentunya, masih banyak lagi aplikasi-aplikasi potensial untuk

sistem SCADA. SCADA saat ini digunakan hampir di seluruh proyek-proyek

industri dan infrastruktur umum. Intinya SCADA dapat digunakan dalam

aplikasi-aplikasi yang membutuhkan kemudahan dalam pemantauan

22

(supervisory) sekaligus juga pengontrolan, dengan berbagai macam media

antarmuka dan komunikasi yang tersedia saat ini (misalnya, Komputer, PDA,

Touch Screen, TCP/IP, wireless dan lain sebagainya).

2.9. Programmable Logic Controller (PLC)

Dari kepanjangan PLC, kita dapat mengetahui definisi dari PLC itu

sendiri.

o Programmable

Dapat diprogram (software based)

o Logic

Bekerja berdasarkan logika yang dibuat. Logika di sini biasanya

menunjukan pada logika boolen yang hanya terdiri dari dua keadaan, yaitu

ON atau OFF.

o Controller

Pengendali (otak) dari suatu sistem

Menurut NEMA (National Electrical Manufacturers Association –

USA), definisi PLC ialah:

“Alat elektronika digital yang menggunakan programmable memory untuk

menyimpan instruksi dan untuk menjalankan fungsi-fungsi khusus seperti:

logika, sequence (urutan), timing (pewaktuan), penghitungan, dan operasi

aritmetika untuk mengendalikan mesin dan proses.”

Definisi lain menyebutkan bahwa PLC ialah:

“komputer industri khusus untuk mengawasi dan mengendalikan proses

industri menggunakan bahasa pemrograman khusus untuk kontrol industri

23

(ladder diagram), didesain untuk tahan terhadap lingkungan industri yang

banyak gangguan (noise, vibration, shock, temperature, humidity)”.

Secara umum, cara kerja sistem yang dikendalikan PLC cukup

sederhana, yaitu:

1. PLC mendapatkan sinyal input dari input device.

2. Akibatnya PLC mengerjakan logika program yang ada di dalamnya

3. PLC memberikan sinyal output pada output device

Untuk memperjelas, pada gambar 1.2 dapat dilihat diagram hubungan PLC

dan input/output device.

Gambar 2.9 Hubungan PLC dan input/output device

Dari penjelasan di atas, didapatkan definisi sebagai berikut :

• PLC input device: benda fisik yang memicu eksekusi logika/program pada

PLC. Contoh: saklar, sensor.

24

• PLC output device: benda fisik yang diaktifkan oleh PLC sebagai hasil

eksekusi progam. Contoh: motor DC, motor AC, Relay.

Sistem kontrol yang menggunakan PLC terbagi dalam beberapa komponen

utama. Untuk memahaminya, perhatikan gambar 1.6 yang menampilkan

hubungan PLC dengan peralatan lain.

Gambar 2.10 Hubungan PLC dengan peralatan lain

Dari gambar nampak bahwa PLC memiliki komponen yang terhubung

dengan input device dan output device. PLC juga terhubung dengan PC untuk

kebutuhan pemrograman (umumnya menggunakan RS232 serial port).

Secara umum PLC terbagi dalam beberapa komponen berikut :

1. Power Supply

2. Processor

3. Memory

4. Input dan Output Module

5. Programming Device

25

Jika suatu plant atau sistem otomatis masih berukuran kecil, tingkat

kompleksitas rendah dan tidak memerlukan akurasi yang tinggi maka skema

otomatis sistem dengan PLC saja sudah cukup. Namun, jika kompleksitas

plant relatif besar dan akurasi yang dibutuhkan dalam sistem relatif tinggi

maka sangat diperlukan suatu sistem SCADA. Skema sistem SCADA

sederhana yang diimplementasikan melalui program komputer nampak pada

gambar 1.7

Gambar 2.11 Skema sistem SCADA sederhana dalam pengendalian sistem

2.10. Transistor

Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang dipakai

sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching),

stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor

merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern.

PC dengan SCADA Software

PLC

Input Device

Output Device

PLC

Input Device

Output Device

Plant

Plant

26

Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat).

Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil

(stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital,

transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor

juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate,

memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

Gambar 2.12 Transistor (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

Dikarenakan karakteristiknya atau sifatnya, transistor ini juga bisa

dengan baik digunakan sebagai saklar dalam suatu rangkaian tertentu.

Sebelum membahas hal tersebut, kita perlu terlebih dahulu mengetahui

susunan dari sebuah transistor, berikut merupakan susunan sebuah transistor

NPN :

27

Gambar 2.13 Simbol Transistor NPN

Transistor memiliki tiga terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan

Kolektor (C) seperti terlihat pada gambar 1.9. Sedikit mengenai cara kerja

transistor (untuk NPN), arus yang berada di kaki Colector pada transistor

akan mengalir menuju ke Emitor “hanya” apabila diberikan sedikit saja arus

atau bisa juga tegangan pada kaki Basis. Seberapa besarkah penguatan arus

ini?, tergantung pada transistor itu sendiri. Atau sering dinamakan

HFE/penguatan/gain, bila karakteristik transistor tersebut memiliki HFE 50,

maka penguatan arus yang terjadi adalah sebesar 50X. Untuk lebih jelasnya

lihat gambar ilustrasi transistor dengan keran air di bawah, cukup jelas

diketahui bahwa handle keran air yang kecil, bisa mengontrol masukan (C)

dan keluaran air (E) yang volumenya cukup besar.

28

Gambar 2.14 Ilustrasi Transistor dengan keran air

Seperti yang kita ketahui saklar adalah suatu komponen yang

memiliki dua kaki dan dua keadaan yaitu on dan off. Pada kondisi off arus

tidak bisa mengalir karena terputus aliran arusnya. Sedangkan pada kondisi

on tentunya tidak ada hambatan (udara) yang menghalangi sehingga arus

mengalir dengan bebas. Dari perumpamaan transistor sebagai saklar pada

gambar keran air diatas, diketahui bahwa komponen transistor memiliki sifat /

karakteristik saklar. Ketika kaki basis transistor tidak diberikan arus, tidak

ada arus emitor, berarti transistor terbuka (saklar off) biasa disebut kondisi

cutoff.

Kalau arus basis yang cukup diberikan, maka arus kolektor akan

mengalir ke emitor transistor. Bagaimana bila arus basis terus diberikan

dengan lebih besar ? Inilah yang disebut dengan kondisi saturasi. Jika arus

pada basis transistor diberikan lebih besar dari yang diperlukan oleh transistor

untuk mencapai saturasi, maka transistor berada dalam keadaan over

saturation, tegangan kolektor-emitor kecil (sekitar 0,2 - 0,3 Volt) dan itu

29

berarti transistor berada dalam keadaan saklar tertutup. Dan berikut

merupakan rangkaian sederhana transistor sebagai saklar:

Gambar 2.15 Rangkaian Sederhana Transistor

Rangkaian sejenis juga digunakan pada rangkaian transistor tester. Berikut ini

adalah rangkaian fisiknya:

Gambar 2.16 Rangkaian Fisik Transistor

30

Kelebihan penggunaan transistor sebagai saklar :

1. Tidak menimbulkan suara dan percikan api saat terjadi on-off

2. Bentuk fisik yang jauh lebih kecil

3. Lebih ekonomis.

Agar transistor dapat bekerja sebagai saklar, ada beberapa hal yang

harus diperhatikan diantaranya :

1. Menentukan Ic

Ic adalah arus beban yg akan mengalir dari kaki kolektor ke emitor.

Besarnya arus beban ini tidak boleh lebih besar dari Ic maksimum yang

dapat dilewatkan oleh transistor. Arus beban ini dapat dicari dengan

persamaan berikut:

2. Menentukan hfe transistor

Setelah arus beban yang akan dilewatkan pada transistor diketahui maka

selanjutnya adalah menentukan transistor yang akan dipakai dengan syarat

seperti berikut:

31

3. Menentukan Rb

Setelah transistor yg akan dipakai sebagai saklar telah ditentukan maka

selanjutnya adalah menentukan hambatan pada basis (Rb). Besarnya Rb

ini dapat dicari dengan persamaan berikut:

Dengan memanfaatkan sifat karakteristik transistor sebagai saklar,

kita dapat membuat sebuah rangkaian sensor level air. Rangkaian sensor

level air sangat membantu kita, misalnya untuk otomasi pengisian air pada

tandon, pendeteksi banjir di daerah yang sering dilanda banjir, dll. Berikut

rangkaian sederhana sensor level air:

Gambar 2.17 Rangkaian sederhana sensor level air

32

Pada penelitian ini transistor yang digunakan adalah transistor tipe NPN

dengan nomor seri C1815 dengan data sebagai berikut:

VCBO = 60 V VBE = 1 V

VCEO = 50 V VBB = 12 V

VEBO = 5 V hfe = 25

IC max = 150 mA IB max = 50 mA

Menentukan IC :

V = 12 V

R relay = 400 ohm

I(beban) = �

�

I(beban) = ��

�� = 0.03 A = 30 mA

Syarat � Ic (beban) < Ic (max) � 30 mA < 150 mA

Karena transistor C1815 memiliki IC max = 150 mA, maka memenuhi syarat.

Menentukan hfe :

Hfe transistor C1815 = 25

Hfe > 5 x �� (�� )

�� (� �) = 5 x

��

�� = 1

25 > 1

Karena transistor C1815 memiliki hfe lebih dari 1, maka memenuhi syarat.

Menentukan RB :

IB = �� (�� )

�� =

��

�� = 1,2 mA = 0,0012

RB = ��

�� =

��

�,�� =

��

�,�� = 9166 ohm = 1 Kohm

Jadi nilai resistor Rb adalah 1 Kohm.

33

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3. 1. Pendekatan Penelitian

Dalam penelitian ini penulis menggunakan pendekatan kuantitatif.

Penelitian kuantitatif adalah suatu proses menemukan pengetahuan yang

menggunakan data berupa angka sebagai alat menemukan keterangan

mengenai apa yang ingin kita ketahui (Kasiram, 2008: 149). Penelitian

kuantitatif dapat dilaksanakan dengan beberapa metode, antara lain:

penelitian deskriptif, penelitian survai, penelitian komparatif, penelitian

tindakan, penelitian hubungan/korelasi, penelitian kuasi-eksperimen, dan

penelitian eksperimen. Berdasarkan jenis-jenis pelaksanaan penelitian

tersebut, penulis menggunakan metode eksperimen, sebab dalam pandangan

penulis, penelitian jenis inilah yang paling tepat digunakan dalam penelitian

yang melakukan pengembangan suatu aplikasi.

3. 2. Metode Penelitian

Metode yang penulis gunakan untuk penelitian ini adalah metode

eksperimen. Penelitian eksperimen (percobaan) yaitu penelitian

mengembangkan inovasi yang berguna dalam meningkatkan kualitas hidup

manusia (Gulo, 2002: 20). Sedangkan menurut Sugiyono (2010: 107)

metode penelitian ekperimen diartikan sebagai metode penelitian yang

digunakan untuk mencari pengaruh perlakuan tertentu terhadap yang lain

dalam kondisi yang terkendali. Metode eksperimen yang penulis lakukan

33

34

dalam penelitian ini adalah eksperimen yang dilakukan dalam laboratorium

(laboratory experiment). Seperti namanya, eksperimen ini dilakukan di

dalam sebuah tempat dalam situasi terbatas dan dalam pengawasan penuh

dari peneliti. Laboratorium tempat penulis melakukan eksperimen adalah

laboratorium Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang.

3. 3. Metode Pengumpulan Data

Untuk mengumpulkan data penelitian, penulis menggunakan dua

metode yaitu:

1. Studi kepustakaan

Penulis mencari dan mempelajari berbagai macam literatur baik itu

text-books ataupun e-books yang berisi tentang PLC, SCADA

software, dan sensor digital.

2. Studi eksperimen

Penulis melakukan eksperimen atau percobaan secara langsung

dengan mempraktekan pembuatan sistem SCADA water level

control tanpa menggunakan expansion analog to digital PLC,

sehingga dapat memperoleh data secara langsung komponen atau

bahan yang digunakan dalam pembuatan sistem (baik dari segi

hardware maupun software) serta harga satuan dari masing-masing

komponen atau bahan.

35

3.4. Variabel Penelitian

Analisis yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan dua

variabel penelitian yaitu:

1. Variabel bebas (variabel independen): variabel yang berpengaruh atau

menyebabkan berubahnya nilai dari variabel terikat dan merupakan

variabel pengaruh yang paling diutamakan dalam penelitian. Variabel

bebas penelitian ini adalah variasi water level control.

2. Variabel terikat (variabel dependen): Variabel terikat penelitian ini adalah

hasil baca sistem SCADA water level control.

3.5 Metode Penelitian Eksperimen

3.5.1 Pengertian

Sugiyono (2010: 107) metode penelitian ekperimen diartikan

sebagai metode penelitian yang digunakan untuk mencari pengaruh

perlakuan tertentu terhadap yang lain dalam kondisi yang terkendali.

Wiersma (1991: 99) mendefinisikan eksperimen sebagai suatu situasi

penelitian yang sekurang-kurangnya satu variabel bebas, yang biasa

disebut sebagai variabel eksperimental. Metode penelitian eksperimen

merupakan bagian dari metode kuantitatif. Dalam bidang fisika,

penelitian-penelitian dapat mengguanakan desain eksperimen, karena

variabel-variabel yang dipilih dan variabel-variabel lain dapat

mempengaruhi proses eksperimen itu dapat dikontrol secara ketat.

Berbeda halnya dengan penelitian-penelitian sosial khususnya

pendidikan, desain eksperimen yang digunakan untuk penelitian akan

36

sulit mendapatkan hasil yang akurat karena banyak variabel luar yang

berpengaruh dan sulit mengontrolnya.

3.5.2 Tujuan dan Kegunaan Penelitian Ekperimen

Metode penelitian ekperimen memiliki tujuan untuk mencari

pengaruh perlakuan tertentu terhadap yang lain. Jika dilihat dari

kegunaannya, metode eksperimen memiliki kegunaan, yaitu untuk

mengetahui kemungkinan akibat yang timbul sebelum melakukan

perubahan terhadap sebuah sistem.

3.5.3 Karakteristik Penelitian Eksperimen

Menurut Ary (1985: 34), ada tiga karakteristik penting

dalam penelitian eksperimen, antara lain:

1. Manipulasi

Memanipulasi variabel adalah tindakan yang dilakukan oleh

peneliti atas dasar pertimbangan ilmiah. Perlakuan tersebut dapat

dipertanggungjawabkan secara terbuka untuk memperoleh

perbedaan efek dalam variabel yang terkait.

2. Pengendalian

Pengendalian merupakan usaha peneliti untuk memindahkan

pengaruh variabel lain yang mungkin dapat mempengaruhi

variabel terkait.

37

3. Pengamatan/observasi

Tujuan dari kegiatan observasi dalam penelitian eksperimen

adalah untuk melihat dan mencatat segala fenomena yang

muncul akibat manipulasi.

3.6. Alat dan Bahan

3.6.1 Alat

Dalam proses penelitian ini, peneliti membutuhkan berbagai

macam alat yang digunakan untuk mempermudah pengerjaan, baik itu

peralatan elektris maupun peralatan mekanis. Peralatan tersebut

seyogyanya akan mendukung dan mempermudah dalam pembuatan

prototype sistem SCADA water level control.

Tabel 3.1

Alat yang digunakan dalam penelitian

No. Nama Alat Jumlah

1. Multitester (AVO meter) 1

2. Obeng + 1

3. Gergaji 1

4. Gunting 1

5. Solder 1

6. Pinset 1

7. Transfer paper 1

8. Spidol 1

38

3.6.2 Bahan

Bahan atau material merupakan hal terpenting dalam proses

penelitian ini, karena dari kumpulan bermacam bahan inilah akan

tercipta sebuah prototype sistem SCADA water level control yang akan

diteliti.

Tabel 3.2 Bahan yang digunakan dalam penelitian

No. Nama Bahan Jumlah

1. PLC OMRON CPM1A 40 CDR-A 1

2. Kabel serial CIF02 to USB (RS 232) 1

3. Software wonderware intouch 1

4. Pompa air akuarium 1

5. Galon air aqua 2

6. Trafo 5A 1

7. Dioda 3

8. Elco 22

9. Relay 12 VDC 21

10. Transistor C1815 20

11. Resistor ¼ watt 1 Kohm 20

12. PCB Polos + Pelebur 1

13. Besi siku lubang 3

39

14. Siku penguat 40

15. Mur + baut 61

16. threeplex 1

17. Papan tebal 5 cm 2

18. skrup 30

19. pylox 3

20. Kabel LAN 10

21. Kabel steker 1

22. saklar 1

23. Relay 12 vdc omron 1

24. Selang 2

25. Kotak kontak 1

26. LED 8

3.7. Prosedur Eksperimen

Penyusunan skripsi ini didasarkan pada masalah yang bersifat

aplikatif yang diwujudkan dalam pembuatan prototype, yaitu perencanaan

dan perealisasian alat agar dapat menampilkan unjuk kerja sesuai dengan

yang direncanakan dengan mengacu pada rumusan masalah. Data dan

spesifikasi komponen yang digunakan dalam perencanaan merupakan data

yang diambil dari lembar data (data sheet) komponen elektronika. Pemilihan

40

komponen berdasarkan perencanaan dan disesuaikan dengan komponen yang

ada di pasaran.

Langkah-langkah yang dilakukan untuk merealisasikan alat yang akan

dibuat meliputi perancangan sistem, pembuatan perangkat keras (hardware)

dan perangkat lunak (software), pengujian alat beserta analisis, serta

pengambilan kesimpulan dan saran.

3.7.1 Spesifikasi Alat

Secara umum sistem water level control yang dirancang

mempunyai spesifikasi sebagai berikut:

• Menggunakan software wonderware intouch sebagai HMI (Human

Machine Interface).

• Menggunakan laptop Acer prosesor intel core i3 sebagai Master

Terminal Unit (MTU).

• PLC OMRON CPM1A 40 CDR-A sebagai Remote Terminal Unit

(RTU).

• Kabel serial CIF02 to USB (RS 232) sebagai penghubung

komunikasi MTU dengan RTU.

• Sensor digital sebagai input PLC.

• Pompa Akuarium 60 watt, 2500 L/jam.

• Tandon air mempunyai ukuran tinggi 25 cm dan jari-jari 13,3 cm.

• Batas minimum tinggi air agar pompa mulai bekerja (on) adalah

2,7 cm dan batas maksimum tinggi air agar pompa berhenti bekerja

(off) adalah 18 cm.

41

3.7.2 Perancangan Sistem

Perancangan sistem dilakukan sebagai langkah awal sebelum

terbentuknya suatu sistem beserta rangkaian elektronik pendukungnya

yang siap untuk direalisasikan. Hal ini dilakukan agar sistem yang dibuat

dapat berjalan sebagaimana mestinya. Perancangan sistem yang

dilakukan meliputi:

3.7.2.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

• Pembuatan blok diagram sistem secara lengkap, dengan

tujuan untuk mempermudah pemahaman mengenai cara

kerja alat yang akan dibuat.

• Penentuan spesifikasi komponen yang akan diperlukan.

• Penentuan komponen perangkat keras yang akan digunakan.

Adapun dalam pemilihan komponen tersebut berdasarkan

pada komponen yang mudah didapatkan di pasaran lokal.

• Perancangan dan pembuatan skema rangkaian secara

lengkap.

• Pembuatan jalur PCB dengan menggunakan software

Diptrace.

3.7.2.2 Perancangan Perangkat Lunak (Software)

Setelah perangkat keras dirancang, maka langkah

selanjutnya adalah perancangan perangkat lunak. Perangkat lunak

ini berfungsi untuk mengatur kinerja keseluruhan dari sistem yang

terdiri dari beberapa perangkat keras sehingga sistem ini dapat

42

bekerja dengan baik. Perancangan ini dimulai dengan pembuatan

diagram ladder PLC dengan menggunakan software cx-

programmer versi 7.2 yang merupakan software programmer

gratis yang dikeluarkan oleh OMRON, kemudian pembuatan

desain tampilan HMI (Human Machine Interface) SCADA

menggunakan software wonderware intouch yang merupakan

software berbayar yang dikeluarkan oleh invensys wonderware.

3.7.3 Pembuatan Alat

Setelah perancangan sistem dilakukan, maka langkah selanjutnya

adalah pembuatan alat yang meliputi:

3.7.3.1 Pembuatan Perangkat Keras (Hardware)

Adapun tahap pembuatan perangkat keras dimulai

dengan pembuatan PCB (Printed Circuit Board) sensor. Jalur

PCB dibuat menggunakan software diptrace dengan metode

transfer paper. Setelah pembuatan PCB sensor selesai

dilakukan, maka proses selanjutnya adalah proses soldering

komponen elektronika pada PCB. Kemudian dilakukan

penggabungan PCB sensor dengan I/O PLC sesuai

perencanaan. Sebagai tahap akhir dari pembuatan perangkat

keras adalah penggabungan pompa air, sensor, dan PLC.

3.7.3.2 Pembuatan Perangkat Lunak (Software)

Pembuatan perangkat lunak PLC dilakukan dengan

mengimplementasikan diagram alir dari program yang telah

43

direncanakan, dan kemudian mengubahnya dalam bentuk

diagram ladder menggunakan software cx-programmer versi 7.2

untuk kemudian ditransfer ke dalam PLC.

Setelah pemrograman PLC selesai dilakukan,

selanjutnya adalah pembuatan desain tampilan HMI (Human

Machine Interface). Dalam pembuatan desain tampilan HMI,

kemudahan operasional harus diutamakan, agar operator tidak

kesulitan dalam pengoperasiannya. Pembuatan HMI SCADA

dalam pembuatan skripsi ini menggunakan software

wonderware intouch.

3.7.4 Pengujian Alat

Untuk memastikan bahwa sistem ini berjalan sesuai dengan

perencanaan, maka perlu dilakukan suatu pengujian. Metode pengujian

yang dilakukan adalah menguji sistem untuk tiap blok rangkaian dan

menguji sistem secara menyeluruh, kemudian menganalisis dari setiap

hasil pengujian baik pengujian tiap blok maupun pengujian sistem

secara keseluruhan. Pengujian ini meliputi:

3.7.4.1 Pengujian Perangkat Keras (Hardware)

Pengujian perangkat keras dilakukan dengan tujuan

untuk menyesuaikan nilai tegangan dan arus pada alat dengan

cara pengukuran yang dibandingkan dengan nilai tegangan dan

44

arus yang diijinkan bekerja dalam komponen berdasarkan data

sheet dari komponen tersebut.

3.7.4.2 Pengujian Perangkat Lunak (Software)

Pengujian perangkat lunak dilakukan dengan mengamati

tampilan HMI pada layar komputer pada mode runtime.

Pengujian perangkat lunak ini meliputi pengujian fungsi

tombol tampilan HMI dan kerja program yang telah ditransfer

ke PLC.

3.7.4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem

Setelah perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak

(software) diintegrasikan menjadi satu, kemudian dilakukan

pengujian sistem secara keseluruhan dengan mode runtime pada

software wonderware intouch. Hal ini bertujuan untuk

mengetahui unjuk kerja dari alat tersebut.

3.7.5 Pengambilan Kesimpulan

Kesimpulan diperoleh berdasarkan hasil realisasi dan pengujian

pada sistem secara menyeluruh, apakah sesuai dengan tujuan dan

rumusan masalah yang telah ditentukan.

45

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian

Hasil penelitian yang didapatkan adalah hasil akhir realisasi alat (unit)

dan hasil baca sistem SCADA water level control.

4.1.2. Hasil akhir realisasi alat (unit)

Hasil akhir alat yang dibuat pada penelitian ini meliputi

perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware). Gabungan

kedua perangkat inilah yang membentuk sebuah sistem SCADA water

level control. Berikut ini gambar perangkat lunak dan perangkat keras

hasil realisasi alat:

Gambar 4.1 Tampilan home HMI

45

46

Gambar 4.2 Tampilan Profil HMI

Gambar 4.3 Tampilan plant HMI volume tandon = 10 liter

47



Gambar 4.6 Diagram

Alamat I/O PLC yang digunakan dalam pembuatan sistem SCADA

level control yaitu:

Gambar 4.6 Diagram ladder PLC menggunakan software cx-programmer

Alamat I/O PLC yang digunakan dalam pembuatan sistem SCADA

48

programmer

Alamat I/O PLC yang digunakan dalam pembuatan sistem SCADA water

49

Gambar 4.7 Flowchart sistem water level control

Start

Tombol manual

Mode pompa air manual

Mode pompa air otomatis

Tombol start/stop

Pompa bekerja

Pompa tidak

bekerja

Air penuh

Air habis

Pompa bekerja

Pompa tidak

bekerja

Off

On

Off

On

Air habis

Buka kran air

Air penuh

Buka kran air

Pompa tidak

bekerja

50

Gambar 4.8 Skema unit water level control

Gambar 4.9 PCB water level control menggunakan software diptrace

51

Gambar 4.10 PLC dan unit sensor

Gambar 4.11 unit water level control

52

Gambar 4.12 keseluruhan alat

4.1.1 Hasil baca sistem SCADA water level control

Hasil baca sistem SCADA water level control pada penelitian

ini adalah sebagai variabel terikat yang dipengaruhi oleh variabel bebas

yaitu variasi water level control. Variasi water level control hanya

dilakukan pada unit sensor masukan PLC, yaitu dengan mengganti

sensor yang biasanya analog menjadi sensor digital. Karena sensor

masukan adalah digital, maka diperlukan banyak sensor (segmen

sensor) digital untuk mengetahui volume dan tinggi permukaan air.

Perencanaan posisi peletakan segmen sensor digital harus

menyesuaikan dengan bentuk dan dimensi tandon atau toren (storage

tank). Hal tersebut dikarenakan sensor digital hanya mengenal dua

53

kondisi, yaitu logika 1 dan 0. Pada penelitian ini tandon berbentuk

tabung dengan jari-jari (r) = 13,3 cm dan volume 10 liter, maka untuk

peletakan masing-masing segmen sensor mengacu pada rumus volume

tabung. Karena jumlah segmen sensor adalah 20, maka peletakan sensor

direncanakan untuk volume 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6;

6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10 liter, maka tinggi peletakan segmen sensor

adalah:

Volume = 0,5 liter = 0,5 dm3 = 0,0005 m3

Jari-jari tandon (r) = 13,3 cm = 0,133 m

Volume = �� x t

t = �� !"

#$%

t = �,��

�,�� & �,��%

t = �,��

�,�� & �,��''

t = �,��

�,��'(

t = 0,009 m = 0,9 cm

semua volume yang direncanakan dimasukkan kedalam rumus diatas,

maka diperoleh tinggi peletakan segmen sensor 0,9; 1,8; 2,7; 3,6; 4,5;

5,4; 6,3; 7,2; 8,1; 9; 9,9; 10,8; 11,7; 12,6; 13,5; 14,4; 15,3; 16,2; 17,1;

18 cm.

Jika tandon diubah dimensinya menjadi volume = 5 liter dan r =

13,3 cm, dan peletakan sensor direncanakan untuk volume 0,25; 0,5;

54

0,75; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5; 2,75; 3; 3,25; 3,5; 3,75; 4; 4,25;

4,5; 4,75; 5 liter, maka tinggi peletakan segmen sensor adalah :

Volume = 0,25 liter = 0,25 dm3 = 0,00025 m3


Volume = �� x t

t = �� !"

#$%

t = �,��

�,�� & �,��%

t = �,��

�,�� & �,��''

t = �,��

�,��'(

t = 0,0045 m = 0,45 cm


maka diperoleh tinggi peletakan segmen sensor 0,45; 0,9; 1,35; 1,8;

2,25; 2,7; 3,15; 3,6; 4,05; 4,5; 4,95; 5,4; 5,85; 6,3; 6,75; 7,2; 7,65; 8,1;

8,55; 9 cm.

Jika tandon diubah dimensinya menjadi volume = 18 liter dan r

= 13,3 cm, dan peletakan sensor direncanakan untuk volume 0,9; 1,8;

2,7; 3,6; 4,5; 5,4; 6,3; 7,2; 8,1; 9; 9,9; 10,8; 11,7; 12,6; 13,5; 14,4; 15,3;

16,2; 17,1; 18 liter., maka tinggi peletakan segmen sensor adalah :

Volume = 0,9 liter = 0,9 dm3 = 0,0009 m3


Volume = �� x t

55

t = �� !"

#$%

t = �,��)

�,�� & �,��%

t = �,��)

�,�� & �,��''

t = �,��)

�,��'(

t = 0,016 m = 1,6 cm


maka diperoleh tinggi peletakan segmen sensor 1,6; 3,2; 4,8; 6,4; 8; 9,6;

11,2; 12,8; 14,4; 16; 17,6; 19,2; 20,8; 22,4; 24; 25,6; 27,2; 28,8; 30,4;

32 cm.

Tabel 4.1

Hasil baca sistem SCADA water level control tandon tabung V = 10 liter

No.

Volume air yang

dimasukkan ke

tandon (liter)

Hasil baca sistem SCADA Sensor

yang aktif Tinggi muka

air (cm)

Volume

(liter)

1 0,5 0,9 0,5 Sensor 1

2 1 1,8 1 Sensor 2

3 1,5 2,7 1,5 Sensor 3

4 2 3,6 2 Sensor 4

5 2,5 4,5 2,5 Sensor 5

56

6 3 5,4 3 Sensor 6

7 3,5 6,3 3,5 Sensor 7

8 4 7,2 4 Sensor 8

9 4,5 8,1 4,5 Sensor 9

10 5 9 5 Sensor 10

11 5,5 9,9 5,5 Sensor 11

12 6 10,8 6 Sensor 12

13 6,5 11,7 6,5 Sensor 13

14 7 12,6 7 Sensor 14

15 7,5 13,5 7,5 Sensor 15

16 8 14,4 8 Sensor 16

17 8,5 15,3 8,5 Sensor 17

18 9 16,2 9 Sensor 18

19 9,5 17,1 9,5 Sensor 19

20 10 18 10 Sensor 20

57

Tabel 4.2


No.

Volume air yang

dimasukkan ke

tandon (liter)



air (cm)

Volume

(liter)

1 0,25 0,45 0,25 Sensor 1

2 0,5 0,9 0,5 Sensor 2

3 0,75 1,35 0,75 Sensor 3

4 1 1,8 1 Sensor 4

5 1,25 2,25 1,25 Sensor 5

6 1,5 2,7 1,5 Sensor 6

7 1,75 3,15 1,75 Sensor 7

8 2 3,6 2 Sensor 8

9 2,25 4,05 2,25 Sensor 9

10 2,5 4,5 2,5 Sensor 10

11 2,75 4,95 2,75 Sensor 11

12 3 5,4 3 Sensor 12

13 3,25 5,85 3,25 Sensor 13

14 3,5 6,3 3,5 Sensor 14

15 3,75 6,75 3,75 Sensor 15

58

16 4 7,2 4 Sensor 16

17 4,25 7,65 4,25 Sensor 17

18 4,5 8,1 4,5 Sensor 18

19 4,75 8,55 4,75 Sensor 19

20 5 9 5 Sensor 20

Tabel 4.3


No.

Volume air yang

dimasukkan ke

tandon (liter)



air (cm)

Volume

(liter)

1 0,9 1,6 0,9 Sensor 1

2 1,8 3,2 1,8 Sensor 2

3 2,7 4,8 2,7 Sensor 3

4 3,6 6,4 3,6 Sensor 4

5 4,5 8 4,5 Sensor 5

6 5,4 9,6 5,4 Sensor 6

7 6,3 11,2 6,3 Sensor 7

8 7,2 12,8 7,2 Sensor 8

9 8,1 14,4 8,1 Sensor 9

59

10 9 16 9 Sensor 10

11 9,9 17,6 9,9 Sensor 11

12 10,8 19,2 10,8 Sensor 12

13 11,7 20,8 11,7 Sensor 13

14 12,6 22,4 12,6 Sensor 14

15 13,5 24 13,5 Sensor 15

16 14,4 25,6 14,4 Sensor 16

17 15,3 27,2 15,3 Sensor 17

18 16,2 28,8 16,2 Sensor 18

19 17,1 30,4 17,1 Sensor 19

20 18 32 18 Sensor 20

60

4.2 Pembahasan

Variasi water level control dilakukan dengan mengganti sensor analog

menjadi sensor digital, sehingga sensor harus dibagi menjadi beberapa

segmen sensor. Dalam penelitian ini terdapat 20 segmen sensor digital

sebagai masukan PLC. Karena sensor hanya dibagi menjadi 20 segmen, maka

dalam pengukuran tinggi muka air dan volume dalam tandon hanya terjadi 20

pembacaan kondisi oleh sistem SCADA water level control.

Pada penelitian ini tandon yang digunakan berbentuk tabung dan

memiliki volume = 10 liter dan jari-jari (r) = 13,3 cm. Hasil baca sistem

SCADA water level control dapat dilihat pada tabel 4.1 halaman 9, yaitu

untuk tinggi muka air dari 0,9 hingga 18 cm, sedangkan volume dari 0,5

hingga10 liter. Jika tandon diubah dimensinya menjadi volume = 5 liter,

maka tinggi peletakan segmen sensor dapat dilihat pada tabel 4.2 halaman 11,

yaitu untuk tinggi muka air dari 0,45 hingga 9 cm. Sedangkan volume yaitu

dari 0,25 hingga 5 liter. Jika tandon diubah dimensinya menjadi volume = 18

liter, maka tinggi peletakan segmen sensor dapat dilihat pada tabel 4.3

halaman 12, yaitu untuk tinggi muka air dari 1,6 hingga 32 cm. Sedangkan

volume dari 0,9 hingga 18 liter.

Jika tandon air diubah bentuk dan dimensinya, maka harus dilakukan

penentuan kembali peletakan segmen sensor sesuai dengan volume tandon

yang direncanakan. Peletakan segmen sensor mengacu pada rumus volume

tandon, misal tandon berbentuk kubus harus menggunakan rumus volume

kubus. Selain itu pada software wonderware intouch juga harus dilakukan

61

perubahan nilai setting tampilan agar proses penampilan nilai volume tandon

dan tinggi muka air tandon sesuai dengan volume dan tinggi muka air yang

sebenarnya.

Dalam proses otomasi pompa, diperlukan dua titik acuan yaitu batas

bawah atau batas minimal tinggi muka air agar pompa air mulai bekerja (on).

Sedangkan batas atas atau batas maksimal tinggi muka air agar pompa air

berhenti bekerja (off). Pada penelitian ini batas bawah atau batas minimal

adalah 2,7 cm; 1,5 liter; sensor 3. Sedangkan batas atas atau batas maksimal

adalah 18 cm; 10 liter; sensor 20.

Untuk mencegah pompa menyala pada saat sumber air habis, maka

pada sumber air diberikan sebuah sensor. Pada penelitian ini sensor tersebut

diletakan 8 cm dari dasar sumber. Pemberian sensor ini sangat diperlukan

agar pompa air tidak mengalami kerusakan dan dapat menghemat energi

listrik. Selain itu, dibawah tandon (storage tank) dan sumber air dipasang

lampu LED (Light Emiting Diode) warna biru, masing-masing 4 buah lampu

LED. Tujuan pemberian lampu LED ini adalah agar perubahan tinggi

perrmukaan air dapat dipantau secara lebih jelas.

Pada penelitian ini fungsi SCADA terlihat jelas pada proses

pengawasan (supervisory) dan proses pengendalian (controling). Proses

pengawasan (supervisory) bertujuan untuk mengetahui keseluruhan proses

sistem secara langsung (online dan real time) melalui layar HMI (Human

Machine Interface). Pada penelitian ini tampilan HMI plant dapat dilihat pada

halaman 2 dan 3. Sedangkan proses pengendalian (controling) bertujuan

62

untuk mengontrol proses-proses yang terjadi pada plant secara realtime dari

jarak jauh. Pada penelitian ini proses kontrol diwujudkan dengan dibuatnya

tombol manual/otomatis dan start/stop pada HMI plant. Tombol inilah yang

berfungsi untuk mengendalikan pompa air secara langsung.

Sistem SCADA pada penelitian ini menggunakan banyak sensor

(multi sensor) digital yang digunakan sebagai sensor level air. Multi sensor

inilah yang digunakan sebagai multi input yang akan mengirimkan sinyal atau

data ketinggian level air tandon (storage tank) ke PLC. PLC berfungsi

sebagai RTU (Remote Terminal Unit) yang akan mengirimkan sinyal kontrol

pada peralatan yang dikendalikan (pompa air), mengambil data dari peralatan

tersebut, dan mengirimkan data tersebut ke MTU (Master Terminal Unit)

atau komputer. Komputer (software SCADA) berfungsi sebagai MTU

(Master Terminal Unit) yaitu menampilkan kondisi sistem pada operator

melalui HMI (Human Machine Interface) secara real time dan dapat

mengirimkan sinyal kontrol ke plant. Berikut ini bagan sistem SCADA water

level control:

Gambar 4.13 Bagan sistem SCADA water level control

Multi sensor digital

PLC Tandon

Pompa Air

Komputer (software SCADA)

+ Tampilan output

(monitoring)

Multi input

63

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan permasalahan, hasil penelitian dan pembahasan, maka

dapat diambil kesimpulan bahwa, sistem SCADA water level control tanpa

menggunakan modul expansion analog to digital PLC dapat diwujudkan

dengan cara mengubah input PLC dari sensor analog menjadi sensor digital.

Karena sensor yang digunakan adalah sensor digital, maka dibutuhkan

banyak sensor (multi sensor) digital level air untuk mengukur tinggi muka air

dan volume dalam tandon. Multi sensor digital level air dapat dibuat dengan

memanfaatkan karakteristik transistor sebagai saklar. Dalam penelitian ini,

multi sensor digital level air terbentuk dari 20 segmen sensor digital yang

digunakan sebagai masukan PLC, sehingga dalam pengukuran tinggi muka

air dan volume dalam tandon hanya terjadi 20 pembacaan kondisi oleh sistem

SCADA water level control.

5.2. Saran

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam proses realisasi unit

sistem SCADA water level control adalah:

1. Jika menggunakan kabel CIF02 sebagai penghubung PLC dan

komputer/laptop, perlu dilakukan proses update driver software secara

online, proses update ini dapat dilakukan pada menu device manager pada

control panel. Jika menggunakan kabel serial 232 sebagai penghubung,

63

64

proses koneksi dapat dilakukan dengan menginstal driver yang telah

disertakan dalam pembelian paket kabel port serial. COM port number

juga perlu diperhatikan dalam proses koneksi.

2. Pada proses inisialisasi tagname, perlu diperhatikan alamat input PLC,

agar tidak terjadi kesalahan penandaan tagname yang akan mengakibatkan

kesalahan penampilan nilai baca sensor.

3. Penempatan posisi segmen sensor harus dilakukan secara tepat agar hasil

pembacaan sensor lebih akurat.

65

DAFTAR PUSTAKA

Ary. 1985. Penelitian Eksperimen. http://gigihnamaku.blogspot.com/. Diunduh pada tanggal 22 Mei 2013.

Daryanto. 2000. Pengetahuan Teknik Elektronika. Jakarta: Bumi Aksara.

Fahron, Nurul. 2011. Pengenalan Intouch 10.1. http://duniakarya.wordpress.com. Diunduh pada tanggal 22 Januari 2013.

Gigih. 2013. Penelitian Eksperimen. http://gigihnamaku.blogspot.com/. Diunduh pada tanggal 22 Mei 2013.

Gulo. 2002. Modifikasi dan pengembangan metodologi. www.lontar.ui.ac.id. Diunduh pada tanggal 13 Mei 2013.

Kasiram. 2008. Penelitian Kuantitatif. http://statistikian.blogspot.com/. Diunduh pada tanggal 19 Mei 2013.

Sugiyono. 2010. Penelitian Eksperimen. http://gigihnamaku.blogspot.com/. Diunduh pada tanggal 22 Mei 2013.

Wicaksono, Handy. 2012. SCADA Software dengan Wonderware InTouch. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Wiersma. 1991. Penelitian Eksperimen. http://gigihnamaku.blogspot.com/. Diunduh pada tanggal 22 Mei 2013.

66

LAMPIRAN

sistem scada water level control.pdf

Documents